在炎熱的夏季，窗戶往往是一個令人愛恨交織的存在：它們?yōu)槭覂?nèi)帶來了明亮的自然光和開闊的視野，卻也成為了熱量入侵的主要通道。傳統(tǒng)的隔熱手段，如遮光窗簾或深色貼膜，雖然能阻擋熱浪，卻也不可避免地犧牲了室內(nèi)的采光和窗外的美景。然而，這一兩難困境可能即將成為歷史。

來自美國圣母大學(xué)（University of Notre Dame）的研究團隊近日宣布了一項突破性成果：他們利用量子計算與機器學(xué)習(xí)技術(shù)，成功研發(fā)出一種新型透明窗戶涂層，能夠在保持玻璃清晰透明的同時，有效阻擋產(chǎn)生熱量的紫外線和紅外線，從而顯著降低室內(nèi)溫度。

這項研究的核心在于一種被稱為“透明輻射制冷”（TRC）的技術(shù)。該項目負(fù)責(zé)人、圣母大學(xué)能源研究教授滕飛（Tengfei Luo）解釋稱，普通的玻璃窗會任由太陽光中的熱輻射穿透進入室內(nèi)，導(dǎo)致空調(diào)負(fù)荷劇增。為了解決這一問題，研究團隊并未采用傳統(tǒng)的試錯法，而是創(chuàng)新性地引入了量子計算輔助的機器學(xué)習(xí)模型。通過這一強大的計算工具，他們在極短的時間內(nèi)從無數(shù)種材料組合中篩選出了最優(yōu)解，設(shè)計出一種由二氧化硅、氧化鋁和氧化鈦等常見材料構(gòu)成的超薄多層結(jié)構(gòu)，并在其表面覆蓋了一層常用于隱形眼鏡的聚合物（PDMS）。

這種新型涂層的運作機制類似于一副高科技的“建筑墨鏡”，但它比普通墨鏡更為智能。它能夠選擇性地讓可見光穿透，確保室內(nèi)光線充足、視野清晰；同時，它又能像鏡子一樣，將陽光中攜帶熱量的紫外線和近紅外線反射回去，甚至利用輻射冷卻原理將熱量直接通過大氣層“排放”到外太空中。更值得一提的是，該團隊在最新的研究中進一步優(yōu)化了涂層結(jié)構(gòu)，使其無論太陽處于何種角度——無論是正午的直射還是早晚的斜射——都能保持高效的隔熱性能，克服了以往同類技術(shù)只能在特定角度下發(fā)揮作用的局限。

根據(jù)模擬測試和實際實驗數(shù)據(jù)，這種新型窗膜在炎熱干燥的氣候條件下，預(yù)計能將建筑的空調(diào)冷卻成本降低約 31%。滕飛教授表示，這種涂層不僅適用于住宅和辦公大樓的玻璃幕墻，未來還有望應(yīng)用于汽車車窗，這對于提升電動汽車的續(xù)航里程尤其具有重要意義。隨著這項技術(shù)的進一步成熟和規(guī)?；a(chǎn)，它有望成為未來綠色建筑和節(jié)能減排領(lǐng)域的一項關(guān)鍵技術(shù)，讓我們在享受陽光與美景的同時，不再為高昂的電費單和酷熱的室溫而煩惱。

編譯自/ScitechDaily